(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シアノエチル基を有し、かつ、常温で粘弾性を有する高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体と、前記高分子複合圧電体の両面に形成された薄膜電極と、前記薄膜電極の表面に形成された保護層とを有することを特徴とする電気音響変換フィルム。
【請求項２】
前記電気音響変換フィルムの動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの損失正接（Ｔａｎδ）が０．１以上となる極大値が０〜５０℃の温度範囲に存在する請求項１に記載の電気音響変換フィルム。
【請求項３】
前記電気音響変換フィルムの動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０℃において１０〜３０ＧＰａ、５０℃において１〜１０ＧＰａである請求項１または２に記載の電気音響変換フィルム。
【請求項４】
前記電気音響変換フィルムの厚さと動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）との積が、０℃において１．０×１０6〜２．０×１０6Ｎ／ｍ、５０℃において１．０×１０5〜１．０×１０6Ｎ／ｍである請求項１〜３のいずれかに記載の電気音響変換フィルム。
【請求項５】
前記電気音響変換フィルムの動的粘弾性測定から得られたマスターカーブにおいて、２５℃、周波数１ｋＨｚでの損失正接（Ｔａｎδ）が０．０５以上である請求項１〜４のいずれかに記載の電気音響変換フィルム。
【請求項６】
前記高分子材料の周波数１Ｈｚでのガラス転移温度が０〜５０℃である請求項１〜５のいずれかに記載の電気音響変換フィルム。
【請求項７】
前記高分子材料の動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの損失正接（Ｔａｎδ）が０．５以上となる極大値が０〜５０℃の温度範囲に存在する請求項１〜６のいずれかに記載の電気音響変換フィルム。
【請求項８】
前記高分子材料の動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０℃において１００ＭＰａ以上、５０℃において１０ＭＰａ以下である請求項１〜７のいずれかに記載の電気音響変換フィルム。
【請求項９】
前記高分子材料の比誘電率が、２５℃において１０以上である請求項１〜８のいずれかに記載の電気音響変換フィルム。
【請求項１０】
前記高分子材料がシアノエチル化ポリビニルアルコールである請求項１〜９のいずれかに記載の電気音響変換フィルム。
【請求項１１】
前記高分子複合圧電体における圧電体粒子の体積分率が５０％以上である請求項１〜１０のいずれかに記載の電気音響変換フィルム。
【請求項１２】
前記圧電体粒子が、ペロブスカイト型あるいはウルツ鉱型の結晶構造を有するセラミックス粒子である請求項１〜１１のいずれかに記載の電気音響変換フィルム。
【請求項１３】
前記セラミックス粒子が、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸ジルコン酸ランタン酸鉛、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、および、チタン酸バリウムとビスマスフェライトとの固溶体のいずれかである請求項１２に記載の電気音響変換フィルム。
【請求項１４】
前記保護層の厚さが前記高分子複合圧電体の厚さの２倍以下である請求項１〜１３のいずれかに記載の電気音響変換フィルム。
【請求項１５】
前記薄膜電極の厚さとヤング率との積が、前記保護層の厚さとヤング率との積を下回る請求項１〜１４のいずれかに記載の電気音響変換フィルム。
【請求項１６】
前記保護層が、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイト、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、および、環状オレフィン系樹脂のいずれかによって形成される請求項１〜１５のいずれかに記載の電気音響変換フィルム。
【請求項１７】
前記薄膜電極が、銅、アルミ、金、銀、白金、および、酸化インジウムスズのいずれかによって形成される請求項１〜１６のいずれかに記載の電気音響変換フィルム。
【請求項１８】
可撓性を有するフレキシブルディスプレイの画像表示面とは反対側の面に、請求項１〜１７のいずれかに記載の電気音響変換フィルムを取り付けたことを特徴とするフレキシブルディスプレイ。
【請求項１９】
請求項１〜１７のいずれかに記載の電気音響変換フィルムをセンサーとして用いることを特徴とする声帯マイクロフォン。
【請求項２０】
請求項１〜１７のいずれかに記載の電気音響変換フィルムをセンサーとして用いることを特徴とする楽器用センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカやマイクロフォンなどの音響デバイス等に用いられる電気音響変換フィルムに関する。詳しくは、可撓性および音響特性に優れ、しかも、変形されても安定した音声の出力が可能で、フレキシブルディスプレイ等に好適に利用可能なフレキシブルスピーカ等を実現可能な電気音響変換フィルム、ならびに、この電気音響変換フィルムを用いる、フレキシブルディスプレイ、声帯マイクロフォン、および楽器用センサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プラスチック等の可撓性基板を用いたフレキシブルディスプレイに関する研究が進められている。
かかるフレキシブルディスプレイの基板としては、例えば、特許文献１において透明プラスチックフィルムにガスバリア層や透明導電層を積層したフレキシブルディスプレイ基板が開示されている。
フレキシブルディスプレイは、従来のガラス基板を用いたディスプレイと比較して、軽量性、薄さ、可撓性等において優位性を持っており、円柱等の曲面に備えることも可能である。また、丸めて収納することが可能であるため、大画面であっても携帯性を損なうことがなく、広告等の掲示用や、ＰＤＡ（携帯情報端末）等の表示装置として注目されている。
【０００３】
このようなフレキシブルディスプレイを、テレビジョン受像機等のように画像と共に音声を再生する画像表示装置兼音声発生装置として使用する場合、音声を発生するための音響装置であるスピーカが必要である。
ここで、従来のスピーカ形状としては、漏斗状のいわゆるコーン型や、球面状のドーム型等が一般的である。しかしながら、これらのスピーカを上述のフレキシブルディスプレイに内蔵しようとすると、フレキシブルディスプレイの長所である軽量性や可撓性を損なう虞れがある。また、スピーカを外付けにした場合、持ち運び等が面倒であり、曲面状の壁に設置することが難しくなり美観を損ねる虞れもある。
【０００４】
このような中、軽量性や可撓性を損なうことなくフレキシブルディスプレイに一体化可能なスピーカとして、シート状で可撓性を有する圧電フィルムを採用することが、例えば、特許文献２に開示されている。
圧電フィルムとは、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ：Poly VinyliDene Fluoride）の一軸延伸フィルムを高電圧で分極処理したもので、印加電圧に応答して伸縮する性質を有している。
【０００５】
圧電フィルムをスピーカとして採用するためには、フィルム面に沿った伸縮運動をフィルム面の振動に変換する必要がある。この伸縮運動から振動への変換は、圧電フィルムを湾曲させた状態で保持することにより達成され、これにより、圧電フィルムをスピーカとして機能させることが可能になる。
ところで、スピーカ用振動板の最低共振周波数f0は、下記式で与えられるのは周知である。ここで、ｓは振動系のスチフネス、ｍは質量である。
【数１】
0005599858.tif 000002
このとき、圧電フィルムの湾曲程度すなわち湾曲部の曲率半径が大きくなるほど機械的なスチフネスｓが下がるため、最低共振周波数ｆ0は小さくなる。すなわち、圧電フィルムの曲率半径によってスピーカの音質（音量、周波数特性）が変わることになる。
この問題を解決するため、特許文献２においては、圧電フィルムの湾曲度合いを計測するセンサーを備え、圧電フィルムの湾曲度合いに応じて、音声信号の周波数帯域別に振幅を所定量増減して補正することで安定した音声を出力可能にしている。
【０００６】
ところで、圧電フィルムからなるスピーカを一体化した、平面視形状が長方形のフレキシブルディスプレイを、携帯用として新聞や雑誌のように書類感覚で緩く撓めた状態で把持し、画面表示を縦横切り替えて使用する場合、画像表示面は縦方向のみならず横方向にも湾曲できることが好ましい。
ところが、一軸延伸されたＰＶＤＦからなる圧電フィルムは、その圧電特性に面内異方性があるため、同じ曲率でも曲げる方向によって音質が大きく異なってしまう。
更に、ＰＶＤＦはコーン紙等の一般的なスピーカ用振動板に比べ損失正接が小さいため、共振が強く出やすく、起伏の激しい周波数特性となる。従って、曲率の変化に伴い最低共振周波数f0が変化した際の音質の変化量も大きくなってしまう。
以上のように、ＰＶＤＦ固有の課題によって、上述の特許文献２に開示された音質補正手段では、安定した音声を再生することが困難であった。
【０００７】
一方、圧電特性に面内異方性がない、シート状で可撓性を有する圧電材料としては、高分子マトリックス中に圧電セラミックスを分散させた高分子複合圧電体が挙げられる。
高分子複合圧電体の場合、圧電セラミックスは硬いが高分子マトリックスは柔らかいため、圧電セラミックスの振動が全体に伝わる前にエネルギーが吸収されてしまう可能性がある。これは力学的振動エネルギーの伝達効率といわれるもので、この伝達効率を良くするには、高分子複合圧電体を硬くする必要があり、そのためには圧電セラミックスをマトリックス中に体積分率で少なくとも４０〜５０％以上入れる必要がある。
【０００８】
例えば、非特許文献１には、圧電体であるＰＺＴセラミックスの粉末を溶媒流延または熱間混練によりＰＶＤＦと混合させた高分子複合圧電体が、ＰＶＤＦのしなやかさとＰＺＴセラミックスの高い圧電特性とをある程度両立することが開示されている。
しかしながら、圧電特性、すなわち伝達効率を高めるためにＰＺＴセラミックスの割合を増やすと硬く、脆くなるという機械的欠点が存在する。
【０００９】
この問題を解決するため、例えば非特許文献２には、ＰＶＤＦにフッ素ゴムを添加することで可撓性を維持させる試みが開示されている。
この方法は、可撓性という観点では一定の効果が得られる。しかしながら、一般に、ゴムはヤング率が１〜１０ＭＰａと極めて小さいため、添加することで高分子複合圧電体の硬さが低下し、結果として振動エネルギーの伝達効率も低下してしまう。
【００１０】
このように、従来の高分子複合圧電体をスピーカ用振動板として用いる場合、可撓性を持たせようとすると、エネルギー効率の低下が避けられず、フレキシブルディスプレー用スピーカとして十分な性能を発揮することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−３３８９０１号公報
【特許文献２】特開２００８−２９４４９３号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】北山豊樹、昭和４６年電子情報通信学会総合全国大会講演論文集、３６６（１９７１）
【非特許文献２】白井誠一、野村博昭、大賀寿郎、山田武、大口信樹、電子情報通信学会技術研究報告、２４、１５（１９８０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
以上より、フレキシブルディスプレイ用のスピーカとして用いる高分子複合圧電体は、次の用件を具備したものであるのが好ましい。
（ｉ）  可撓性
例えば、携帯用として新聞や雑誌のように書類感覚で緩く撓めた状態で把持する場合、絶えず外部から、数Hz以下の比較的ゆっくりとした、大きな曲げ変形を受けることになる。この時、高分子複合圧電体が硬いと、その分大きな曲げ応力が発生し、高分子マトリックスと圧電体粒子との界面で亀裂が発生し、やがて破壊に繋がる恐れがある。従って、高分子複合圧電体には適度な柔らかさが求められる。また、歪みエネルギーを熱として外部へ拡散できれば応力を緩和することができる。従って、高分子複合圧電体の損失正接が適度に大きいことが求められる。
（ii）  音質
スピーカは、２０〜２０ｋＨｚのオーディオ帯域の周波数で圧電体粒子を振動させ、その振動エネルギーによって振動板（高分子複合圧電体）全体が一体となって振動することで音が再生される。従って、振動エネルギーの伝達効率を高めるために高分子複合圧電体には適度な硬さが求められる。また、スピーカの周波数特性が平滑であれば、曲率の変化に伴い最低共振周波数ｆ０が変化した際の音質の変化量も小さくなる。従って、高分子複合圧電体の損失正接は適度に大きいことが求められる。
【００１４】
以上をまとめると、フレキシブルディスプレイ用のスピーカとして用いる高分子複合圧電体は、２０〜２０ｋＨｚの振動に対しては硬く、数Ｈｚ以下の振動に対しては柔らかく振る舞うことが求められる。また、高分子複合圧電体の損失正接は、２０ｋＨｚ以下の全ての周波数の振動に対して、適度に大きいことが求められる。
【００１５】
本発明は、上記課題に鑑みて創案されたもので、軽量性や可撓性を損なうことなくフレキシブルディスプレイに一体化可能なスピーカとして、常温付近で貯蔵弾性率（Ｅ’）に大きな周波数分散を有すると同時に損失正接（Ｔａｎδ）に極大値を有する、高分子複合圧電体からなる電気音響変換フィルム、ならびに、この電気音響変換フィルムを用いるフレキシブルディスプレイ、声帯マイクロフォン、および、楽器用センサーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この課題を解決するために、本発明者らは、常温付近で貯蔵弾性率E’に大きな周波数分散を有すると同時に損失正接Ｔａｎδに極大値を有する粘弾性材料に着目し、これをマトリックス材に適用することを鋭意検討した。
その結果、２０〜２０ｋＨｚの振動に対しては硬く、数Ｈｚ以下の振動に対しては柔らかく振舞うことが可能で、更に２０ｋHz以下の全ての周波数の振動に対して適度な損失正接を有する、高分子複合圧電体からなる電気音響変換フィルムの創案に至った。
【００１７】
すなわち、本発明の電気音響変換フィルムは、常温で粘弾性を有する高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体と、高分子複合圧電体の両面に形成された薄膜電極と、薄膜電極の表面に形成された保護層とを有することを特徴とする電気音響変換フィルムを提供する。
【００１８】
このような本発明の電気音響変換フィルムにおいて、電気音響変換フィルムの動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの損失正接（Ｔａｎδ）が０．１以上となる極大値が０〜５０℃の温度範囲に存在するのが好ましい。
また、電気音響変換フィルムの動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０℃において１０〜３０ＧＰａ、５０℃において１〜１０ＧＰａであるのが好ましい。
また、電気音響変換フィルムの厚さと動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）との積が、０℃において１．０×１０6〜２．０×１０6Ｎ／ｍ、５０℃において１．０×１０5〜１．０×１０6Ｎ／ｍであるのが好ましい。
また、電気音響変換フィルムの動的粘弾性測定から得られたマスターカーブにおいて、２５℃、周波数１ｋＨｚにおける損失正接（Ｔａｎδ）が０．０５以上であるのが好ましい。
また、高分子材料の周波数１Ｈｚでのガラス転移温度が０〜５０℃であるのが好ましい。
また、高分子材料の動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの損失正接（Ｔａｎδ）が０．５以上となる極大値が０〜５０℃の温度範囲に存在するのが好ましい。
また、高分子材料の動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０℃において１００ＭＰａ以上、５０℃において１０ＭＰａ以下であるのが好ましい。
また、高分子材料の比誘電率が、２５℃において１０以上であるのが好ましい。
また、高分子材料がシアノエチル基を有するのが好ましい。
また、高分子材料がシアノエチル化ポリビニルアルコールであるのが好ましい。
また、高分子複合圧電体における圧電体粒子の体積分率が５０％以上であるのが好ましい。
また、圧電体粒子が、ペロブスカイト型あるいはウルツ鉱型の結晶構造を有するセラミックス粒子であるのが好ましい。
また、セラミックス粒子が、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸ジルコン酸ランタン酸鉛、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、および、チタン酸バリウムとビスマスフェライトとの固溶体のいずれかであるのが好ましい。
また、保護層の厚さが高分子複合圧電体の厚さの２倍以下であるのが好ましい。
また、薄膜電極の厚さとヤング率との積が、保護層の厚さとヤング率との積を下回るのが好ましい。
また、保護層が、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイト、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、および、環状オレフィン系樹脂のいずれかによって形成されるのが好ましい。
また、薄膜電極が、銅、アルミ、金、銀、白金、および、酸化インジウムスズのいずれかによって形成されるのが好ましい。
【００１９】
また、本発明のフレキシブルディスプレイは、可撓性を有するフレキシブルディスプレイの画像表示面とは反対側の面に、本発明の電気音響変換フィルムを取り付けたことを特徴とするフレキシブルディスプレイを提供する。
また、本発明の声帯マイクロフォンは、本発明の電気音響変換フィルムをセンサーとして用いることを特徴とする声帯マイクロフォンを提供する。
さらに、本発明の楽器用センサーは、本発明の電気音響変換フィルムをセンサーとして用いることを特徴とする楽器用センサーを提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明における、常温で粘弾性を有する高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体と、この高分子複合圧電体の両面に形成された薄膜電極と、この薄膜電極の表面に形成された保護層とを有することを特徴とする電気音響変換フィルムは、弾性率に大きな周波数分散を有しており、２０〜２０ｋＨｚの振動に対しては硬く、数Ｈｚ以下の振動に対しては柔らかく振舞うことが可能で、更に２０ｋHz以下の全ての周波数の振動に対して適度な損失正接を有する。
そのため、本発明の電気音響変換フィルムによれば、可撓性および音響特性に優れ、しかも、変形されても安定した音声の出力が可能で、フレキシブルディスプレイ等に好適に利用可能なフレキシブルスピーカ等を実現可能な電気音響変換フィルム、軽量性や可撓性を損なうことなく、フレキシブルディスプレイに一体化可能なフレキシブルなスピーカが実現できる。
また、このような本発明の電気音響変換フィルムを、可撓性を有するフレキシブルディスプレイ（可撓性を有する画像表示デバイス）に取り付けてなる本発明のフレキシブルディスプレイは、可撓性に優れ、また、手に持った状態や使用場所等による屈曲方向や屈曲の量によらず、安定した音声出力を行うことができる。
さらに、このような本発明の電気音響変換フィルムをセンサーとして用いる本発明の声帯用マイクおよび楽器用センサーは、可撓性に優れ、小型かつ簡易な構成で、使用場所等による屈曲方向や屈曲の量によらず、安定して、肉声および楽器の音を忠実に再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の電気音響変換フィルムの一例を示す概念図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｅ）は、図１に示す電気音響変換フィルムの製造方法の一例を示す概念図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の電気音響変換フィルムを利用する圧電スピーカの一例を説明するための概念図である。
【図４】本発明の電気音響変換フィルムを利用する圧電スピーカの別の例を概念的に示す図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の電気音響変換フィルムを利用する圧電スピーカの別の例を説明するための概念図である。
【図６】本発明のフレキシブルディスプレイの一例を概念的に示す図で、（Ａ）は有機ＥＬディスプレイ、（Ｂ）は電子ペーパ、（Ｃ）は液晶ディスプレイである。
【図７】一般的な声帯マイクロフォンの構成を概念的に示す図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の電気音響変換フィルムおよび比較材料における動的粘弾性の温度依存性を示す図である。
【図９】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の電気音響変換フィルムおよび比較材料のマトリックスに用いた高分子材料単体の動的粘弾性の温度依存性を示す図である。
【図１０】本発明の電気音響変換フィルムのスピーカ性能に及ぼす保護層の厚さの影響を示す図である。
【図１１】曲率半径を変化させたフレキシブルスピーカ性能を評価する方法を示す図である。
【図１２】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の電気音響変換フィルムにおける曲率半径を変化させたフレキシブルスピーカ性能を示す図である。
【図１３】本発明の電気音響変換フィルムの動的粘弾性特性に及ぼす保護層および薄膜電極の厚さの影響を示す図であり、（Ａ）は保護層の厚さの影響を、（Ｂ）は薄膜電極の厚さの影響を、それぞれ、示す図である。
【図１４】本発明の電気音響変換フィルムのスピーカ性能に及ぼす薄膜電極の厚さの影響を示す図である。
【図１５】（Ａ）および（Ｂ）は、比較材料における曲率半径を変化させたフレキシブルスピーカ性能を示す図である。
【図１６】（Ａ）および（Ｂ）は、比較材料における曲率半径を変化させたフレキシブルスピーカ性能を示す図である。
【図１７】本発明の電気音響変換フィルムの動的粘弾性測定から得られたマスターカーブを示す図である。
【図１８】本発明の電気音響変換フィルムを利用する圧電スピーカのスピーカ性能を測定する際における駆動用アンプの出力電圧特性を示す図である。
【図１９】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の電気音響変換フィルムを利用する圧電スピーカの別の例の周波数特性を示す図である。
【図２０】（Ａ）は、本発明の楽器用センサーの周波数特性を、（Ｂ）〜（Ｃ）は、従来の楽器用センサーの音圧対周波数特性を、それぞれ示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の電気音響変換フィルム、フレキシブルディスプレイ、声帯マイクロフォン、および、楽器用センサーについて、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
【００２３】
図１に、本発明の電気音響変換フィルムの一例を概念的に示す。
図１に示す電気音響変換フィルム１０（以下、変換フィルム１０とする）は、基本的に、高分子複合圧電体からなる圧電体層１２と、圧電体層１２の一面に設けられる薄膜電極１４および他面に設けられる薄膜電極１６と、薄膜電極１４の表面に設けられる保護層１８および薄膜電極１６の表面に設けられる保護層２０と、を有して構成される。
【００２４】
このような変換フィルム１０は、スピーカ、マイクロフォン、および、ギター等の楽器に用いられるピックアップなどの各種の音響デバイス（音響機器）において、電気信号に応じた振動による音の発生（再生）や、音による振動を電気信号に変換するために利用されるものである。
【００２５】
本発明の変換フィルム１０において、圧電体層１２は、前述のとおり、高分子複合圧電体からなるものである。
本発明において、圧電体層１２を形成する高分子複合圧電体は、常温で粘弾性を有する高分子材料からなる粘弾性マトリックス２４中に、圧電体粒子２６を均一に分散したものである。また、好ましくは、圧電体層１２は、分極処理されている。
なお、本明細書において、「常温」とは、０〜５０℃程度の温度域を指す。
【００２６】
一般に、高分子固体は粘弾性緩和機構を有しており、温度上昇あるいは周波数の低下とともに大きなスケールの分子運動が貯蔵弾性率（ヤング率）の低下（緩和）あるいは損失弾性率の極大（吸収）として観測される。その中でも、非晶質領域の分子鎖のミクロブラウン運動によって引き起こされる緩和は、主分散と呼ばれ、非常に大きな緩和現象が見られる。この主分散が起きる温度がガラス転移点（Ｔｇ）であり、最も粘弾性緩和機構が顕著に現れる。
本発明は、高分子複合圧電体（圧電体層１２）において、ガラス転移点が常温にある高分子材料、言い換えると、常温で粘弾性を有する高分子材料をマトリックスに用いることで、２０〜２０ｋＨｚの振動に対しては硬く、数Ｈｚ以下の遅い振動に対しては柔らかく振舞う高分子複合圧電体が実現する。特に、この振舞いが好適に発現する等の点で、周波数１Ｈｚでのガラス転移温度が常温にある高分子材料を、高分子複合圧電体のマトリックスに用いるのが好ましい。
【００２７】
常温で粘弾性を有する高分子材料としては、公知の各種のものが利用可能である。好ましくは、常温において、動的粘弾性試験による周波数１Ｈｚにおける損失正接Ｔａｎδの極大値が、０．５以上有る高分子材料を用いる。
これにより、高分子複合圧電体が外力によってゆっくりと曲げられた際に、最大曲げモーメント部における高分子マトリックス／圧電体粒子界面の応力集中が緩和され、高い可撓性が期待できる。
【００２８】
また、高分子材料は、動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０℃において１００ＭＰａ以上、５０℃において１０ＭＰａ以下であることが好ましい。
これにより、高分子複合圧電体が外力によってゆっくりと曲げられた際に発生する曲げモーメントが低減できると同時に、２０〜２０ｋＨｚの音響振動に対しては硬く振る舞うことができる。
【００２９】
また、高分子材料は、比誘電率が２５℃において１０以上有ると、より好適である。
これにより、高分子複合圧電体に電圧を印加した際に、高分子マトリックス中の圧電体粒子にはより高い電界が掛かるため、大きな変形量が期待できる。
【００３０】
以上の条件を満たす高分子材料としては、シアノエチル化ポリビニルアルコール（以下、シアノエチル化ＰＶＡ）が挙げられる。
【００３１】
本発明において、粘弾性マトリックス２４はシアノエチル化ＰＶＡ単体など、単体の粘弾性材料からなるものに限定はされない。
すなわち、粘弾性マトリックス２４には、誘電特性や機械特性の調整等を目的として、シアノエチル化ＰＶＡ等の粘弾性材料に加え、必要に応じて、その他の誘電性高分子材料を添加しても良い。
【００３２】
添加可能な誘電性高分子材料としては、一例として、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体及びポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体等のフッ素系高分子、シアン化ビニリデン−酢酸ビニル共重合体、シアノエチルセルロース、シアノエチルヒドロキシサッカロース、シアノエチルヒドロキシセルロース、シアノエチルヒドロキシプルラン、シアノエチルメタクリレート、シアノエチルアクリレート、シアノエチルヒドロキシエチルセルロース、シアノエチルアミロース、シアノエチルヒドロキシプロピルセルロース、シアノエチルジヒドロキシプロピルセルロース、シアノエチルヒドロキシプロピルアミロース、シアノエチルポリアクリルアミド、シアノエチルポリアクリレート、シアノエチルプルラン、シアノエチルポリヒドロキシメチレン、シアノエチルグリシドールプルラン、シアノエチルサッカロース及びシアノエチルソルビトール等のシアノ基あるいはシアノエチル基を有するポリマー、ニトリルゴムやクロロプレンゴム等の合成ゴム等が例示される。
中でも、シアノエチル基を有する高分子材料は、好適に利用される。
また、圧電体層１２の粘弾性マトリックス２４において、シアノエチル化ＰＶＡに加えて添加される誘電性ポリマーは、１種に限定はされず、複数種を添加してもよい。
【００３３】
圧電体層１２の粘弾性マトリックス２４において、シアノエチル化ＰＶＡ等の粘弾性材料以外のポリマーを添加する際の添加量には、特に限定は無いが、粘弾性マトリックス２４に占める割合で３０重量％以下とするのが好ましい。
これにより、粘弾性マトリックス２４における粘弾性緩和機構を損なうことなく、添加する高分子材料の特性を発現できるため、高誘電率化、耐熱性の向上、圧電体粒子２６や電極層との密着性向上等の点で好ましい結果を得ることができる。
【００３４】
圧電体粒子２６は、ペロブスカイト型或いはウルツ鉱型の結晶構造を有するセラミックス粒子からなるものである。
圧電体粒子２６を構成するセラミックス粒子としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸ジルコン酸ランタン酸鉛（ＰＬＺＴ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、および、チタン酸バリウムとビスマスフェライト（ＢｉＦｅ３）との固溶体（ＢＦＢＴ）等が例示される。
【００３５】
本発明において、圧電体粒子２６の粒径には、特に限定は無い。しかしながら、本発明者の検討によれば、圧電体粒子２６の粒径は、１〜１０μｍが好ましい。
圧電体粒子２６の粒径を上記範囲とすることにより、高い圧電特性とフレキシビリティとを両立できる等の点で好ましい結果を得ることができる。
【００３６】
図１等においては、圧電体層１２中の圧電体粒子２６は、粘弾性マトリックス２４中に、規則性を持って分散されているが、本発明は、これに限定はされない。
すなわち、圧電体層１２中の圧電体粒子２６は、好ましくは均一に分散されていれば、粘弾性マトリックス２４中に不規則に分散されていてもよい。
【００３７】
本発明の変換フィルム１０において、圧電体層１２（高分子複合圧電体）中における粘弾性マトリックス２４と圧電体粒子２６との量比には、特に限定はないが。すなわち、粘弾性マトリックス２４と圧電体粒子２６との量比は、変換フィルム１０のサイズ（面方向の大きさ）や厚さ、変換フィルム１０の用途、変換フィルム１０に要求される特性等に応じて、適宜、設定すればよい。
ここで、本発明者の検討によれば、圧電体層１２中における圧電体粒子２６の体積分率は、３０〜７０％が好ましく、特に、５０％以上とするのが好ましく、従って、５０〜７０％とするのが、より好ましい。
粘弾性マトリックス２４と圧電体粒子２６との量比を上記範囲とすることにより、高い圧電特性とフレキシビリティとを両立できる等の点で好ましい結果を得ることができる。
【００３８】
また、本発明の変換フィルム１０において、圧電体層１２の厚さにも、特に限定はなく、変換フィルム１０のサイズ、変換フィルム１０の用途、変換フィルム１０に要求される特性等に応じて、適宜、設定すればよい。
ここで、本発明者の検討によれば、圧電体層１２の厚さは２０〜２００μｍ、特に、３０〜１００μｍが好ましい。
圧電体層１２の厚さを、上記範囲とすることにより、剛性の確保と適度な柔軟性との両立等の点で好ましい結果を得ることができる。
なお、圧電体層１２は、分極処理（ポーリング）されているのが好ましいのは、前述のとおりである。分極処理に関しては、後に詳述する。
【００３９】
図１に示すように、本発明の変換フィルム１０は、圧電体層１２を薄膜電極１４および１６で挟持し、この積層体を保護層１８および２０で挟持してなる構成を有する。
変換フィルム１０において、保護層１８および２０は、高分子複合圧電体に適度な剛性と機械的強度を付与する役目を担っている。すなわち、本発明の変換フィルム１０において、粘弾性マトリックス２４と圧電体粒子２６とからなる高分子複合圧電体（圧電体層１２）は、ゆっくりとした曲げ変形に対しては、非常に優れた可撓性を示す一方で、用途によっては、剛性や機械的強度が不足する場合がある。変換フィルム１０は、それを補うために保護層１８および２０が設けられる。
【００４０】
保護層１８および２０には、特に限定はなく、各種のシート状物が利用可能であり、一例として、各種の樹脂フィルム（プラスチックフィルム）が好適に例示される。中でも、優れた機械的特性および耐熱性を有するなどの理由により、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、および、環状オレフィン系樹脂が好適に利用される。
【００４１】
保護層１８および２０の厚さにも、特に、限定は無い。また、保護層１８および２０の厚さは、基本的に同じであるが、異なってもよい。
ここで、保護層１８および２０の剛性が高過ぎると、圧電体層１２の伸縮を拘束するばかりか、可撓性も損なわれるため、機械的強度やシート状物としての良好なハンドリング性が要求される場合を除けば、保護層１８および２０は、薄いほど有利である。
【００４２】
ここで、本発明者の検討によれば、保護層１８および２０の厚さが、圧電体層１２の厚さの２倍以下であれば、剛性の確保と適度な柔軟性との両立等の点で好ましい結果を得ることができる。
例えば、圧電体層１２の厚さが５０μｍで保護層１８および２０がＰＥＴからなる場合、保護層１８および２０の厚さは、１００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下がより好ましく、中でも２５μｍ以下とするのが好ましい
【００４３】
本発明の変換フィルム１０において、圧電体層１２と保護層１８との間には薄膜電極１４が、圧電体層１２と保護層２０との間には薄膜電極１６が、それぞれ形成される。
薄膜電極１４および１６は、変換フィルム１０に電界を印加するために設けられる。
【００４４】
本発明において、薄膜電極１４および１６の形成材料には、特に、限定はなく、各種の導電体が利用可能である。具体的には、炭素、パラジウム、鉄、錫、アルミニウム、ニッケル、白金、金、銀、銅、クロムおよびモリブデン等や、これらの合金、酸化インジウムスズ等が例示される。中でも、銅、アルミニウム、金、銀、白金、および、酸化インジウムスズのいずれかは、好適に例示される。
【００４５】
また、薄膜電極１４および１６の形成方法にも、特に限定はなく、真空蒸着やスパッタリング等の気相堆積法（真空成膜法）やめっきによる成膜や、上記材料で形成された箔を貼着する方法等、公知の方法が、各種、利用可能である。
【００４６】
中でも特に、変換フィルム１０の可撓性が確保できる等の理由で、真空蒸着によって成膜された銅やアルミニウムの薄膜は、薄膜電極１４および１６として、好適に利用される。その中でも特に、真空蒸着による銅の薄膜は、好適に利用される。
薄膜電極１４および１６の厚さには、特に、限定は無い。また、薄膜電極１４および１６の厚さは、基本的に同じであるが、異なってもよい。
【００４７】
ここで、前述の保護層１８および２０と同様に、薄膜電極１４および１６の剛性が高過ぎると、圧電体層１２の伸縮を拘束するばかりか、可撓性も損なわれるため、薄膜電極４および１６は、電気抵抗が高くなり過ぎない範囲であれば、薄いほど有利である。
【００４８】
ここで、本発明者の検討によれば、薄膜電極１４および１６の厚さとヤング率との積が、保護層１８および２０の厚さとヤング率との積を下回れば、可撓性を大きく損なうことがないため、好適である。
例えば、保護層１８および２０がＰＥＴ（ヤング率：約６．２ＧＰａ）で、薄膜電極１４および１６が銅（ヤング率：約１３０ＧＰａ）からなる組み合わせの場合、保護層１８および２０の厚さが２５μｍだとすると、薄膜電極１４および１６の厚さは、１．２μｍ以下が好ましく、０．３μｍ以下がより好ましく、中でも０．１μｍ以下とするのが好ましい。
【００４９】
また、薄膜電極１４および／または薄膜電極１６は、必ずしも、圧電体層１２（保護層１８および／または２０）の全面に対応して形成される必要はない。
すなわち、薄膜電極１４および薄膜電極１６の少なくとも一方が、例えば圧電体層１２よりも小さく、変換フィルム１０の周辺部において、圧電体層１２と保護膜とが、直接、接触するような構成でもよい。
【００５０】
あるいは、薄膜電極１４および／または薄膜電極１６が全面に形成された保護層１８および／または２０が、圧電体層１２の全面に対応して形成される必要はない。この場合、圧電体層１２と直接に接触する（第２の）保護層を別途、保護層１８および／または２０の表面側に設けるような構成としてもよい。
【００５１】
前述のように、本発明の変換フィルム１０は、常温で粘弾性を有する粘弾性マトリックス２４に圧電体粒子２６を分散してなる圧電体層１２（高分子複合圧電体）を、薄膜電極１４および１６で挟持し、さらに、この積層体を、保護層１８および２０を挟持してなる構成を有する。
このような本発明の変換フィルム１０は、動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの損失正接（Ｔａｎδ）が０．１以上となる極大値が常温に存在するのが好ましい。
これにより、変換フィルム１０が外部から数Ｈｚ以下の比較的ゆっくりとした、大きな曲げ変形を受けたとしても、歪みエネルギーを効果的に熱として外部へ拡散できるため、高分子マトリックスと圧電体粒子との界面で亀裂が発生するのを防ぐことができる。
【００５２】
また、本発明の変換フィルム１０は、動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０℃において１０〜３０ＧＰａ、５０℃において１〜１０ＧＰａであるのが好ましい。
これにより、常温で変換フィルム１０が貯蔵弾性率（Ｅ’）に大きな周波数分散を有することができる。すなわち、２０〜２０ｋＨｚの振動に対しては硬く、数Ｈｚ以下の振動に対しては柔らかく振る舞うことができる。
【００５３】
また、本発明の変換フィルム１０は、厚さと動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）との積が、０℃において１．０×１０6〜２．０×１０6（１．０Ｅ＋０６〜２．０Ｅ＋０６）Ｎ／ｍ、５０℃において１．０×１０5〜１．０×１０6（１．０Ｅ＋０５〜１．０Ｅ＋０６）Ｎ／ｍであるのが好ましい。
これにより、変換フィルム１０が可撓性および音響特性を損なわない範囲で、適度な剛性と機械的強度を備えることができる。
【００５４】
さらに、本発明の変換フィルム１０は、動的粘弾性測定から得られたマスターカーブにおいて、２５℃、周波数１ｋＨｚにおける損失正接（Ｔａｎδ）が０．０５以上であるのが好ましい。
これにより、変換フィルム１０を用いたスピーカの周波数特性が平滑になり、スピーカの曲率の変化に伴い最低共振周波数ｆ０が変化した際の音質の変化量も小さくできる。
【００５５】
次に、本発明の電気音響変換フィルムの製造方法の一例を、図２を参照して説明する。  まず、図２（Ａ）に示すように、保護層１８の上に薄膜電極１４が形成されたシート状物１０ａを準備する。
このシート状物１０ａは、保護層１８の表面に、真空蒸着、スパッタリング、めっき等によって薄膜電極１４として銅薄膜等を形成して、作製すればよい。あるいは、保護層１８の上に銅薄膜等が形成された、市販品をシート状物１０ａとして利用してもよい。
【００５６】
一方で、有機溶媒に、シアノエチル化ＰＶＡ等の常温で粘弾性を有する高分子材料（以下、粘弾性材料とも言う）を溶解し、さらに、ＰＺＴ粒子等の圧電体粒子２６を添加し、攪拌して分散してなる塗料を調製する。有機溶媒には、特に限定はなく、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等の各種の有機溶媒が利用可能である。
シート状物１０ａを準備し、かつ、前記塗料を調製したら、この塗料をシート状物１０ａにキャスティング（塗布）して、有機溶媒を蒸発して乾燥する。これにより、図２（Ｂ）に示すように、保護層１８の上に薄膜電極１４を有し、薄膜電極１４の上に圧電体層１２を形成してなる積層体１０ｂを作製する。
【００５７】
この塗料のキャスティング方法には、特に、限定はなく、スライドコータやドクターナイフ等の公知の方法（塗布装置）が、全て、利用可能である。
あるいは、粘弾性材料がシアノエチル化ＰＶＡのように加熱溶融可能な物であれば、粘弾性材料を加熱溶融して、これに圧電体粒子２６を添加／分散してなる溶融物を作製し、押し出し成形等によって、図２（Ａ）に示すシート状物の上にシート状に押し出し、冷却することにより、図２（Ｂ）に示すような、保護層１８の上に薄膜電極１４を有し、薄膜電極１４の上に圧電体層１２を形成してなる積層体１０ｂを作製してもよい。
【００５８】
なお、前述のように、本発明の変換フィルム１０において、粘弾性マトリックス２４には、シアノエチル化ＰＶＡ等の粘弾性材料以外にも、ＰＶＤＦ等の高分子圧電材料を添加しても良い。
粘弾性マトリックス２４に、これらの高分子圧電材料を添加する際には、前記塗料に添加する高分子圧電材料を溶解すればよい。あるいは、前記加熱溶融した粘弾性材料に、添加する高分子圧電材料を添加して加熱溶融すればよい。
保護層１８の上に薄膜電極１４を有し、薄膜電極１４の上に圧電体層１２を形成してなる積層体１０ｂを作製したら、好ましくは、圧電体層１２の分極処理（ポーリング）を行う。
【００５９】
圧電体層１２の分極処理の方法には、特に限定はなく、公知の方法が利用可能である。好ましい分極処理の方法として、図２（Ｃ）および（Ｄ）に示す方法が例示される。
【００６０】
この方法では、図２（Ｃ）および（Ｄ）に示すように、積層体１０ｂの圧電体層１２の上面１２ａの上に、間隔ｇを例えば１ｍｍ開けて、この上面１２ａに沿って移動可能な棒状あるいはワイヤー状のコロナ電極３０を設ける。そして、このコロナ電極３０と薄膜電極１４とを直流電源３２に接続する。
さらに、積層体１０ｂを加熱保持する加熱手段、例えば、ホットプレートを用意する。
【００６１】
その上で、圧電体層１２を、加熱手段によって、例えば、温度１００℃に加熱保持した状態で、直流電源３２から薄膜電極１４とコロナ電極３０との間に、数ｋＶ、例えば、６ｋＶの直流電圧を印加してコロナ放電を生じさせる。さらに、間隔ｇを維持した状態で、圧電体層１２の上面１２ａに沿って、コロナ電極３０を移動（走査）して、圧電体層１２の分極処理を行う。
【００６２】
このようなコロナ放電を利用する分極処理（以下、便宜的に、コロナポーリング処理とも言う）において、コロナ電極３０の移動は、公知の棒状物の移動手段を用いればよい。
また、コロナポーリング処理では、コロナ電極３０を移動する方法にも、限定はされない。すなわち、コロナ電極３０を固定し、積層体１０ｂを移動させる移動機構を設け、この積層体１０ｂを移動させて分極処理をしてもよい。この積層体１０ｂの移動も、公知のシート状物の移動手段を用いればよい。
さらに、コロナ電極３０の数は、１本に限定はされず、複数本のコロナ電極３０を用いて、コロナポーリング処理を行ってもよい。
また、分極処理は、コロナポーリング処理に限定はされず、分極処理を行う対象に、直接、直流電界を印加する、通常の電界ポーリングも利用可能である。但し、この通常の電界ポーリングを行う場合には、分極処理の前に、薄膜電極１６を形成する必要が有る。
なお、この分極処理の前に、圧電体層１２の表面を加熱ローラ等を用いて平滑化する、カレンダー処理を施してもよい。このカレンダー処理を施すことで、後述する熱圧着工程がスムーズに行える。
【００６３】
一方で、保護層２０の上に薄膜電極１６が形成されたシート状物１０ｃを、準備する。このシート状物１０ｃは、前述のシート状物１０ａと同様のものである。
このシート状物１０ｃを、図２（Ｅ）に示すように、薄膜電極１６を圧電体層１２に向けて、圧電体層１２の分極処理を終了した前記積層体１０ｂに積層する。
さらに、この積層体１０ｂとシート状物１０ｃとの積層体を、保護層１８および２０を挟持するようにして、加熱プレス装置や加熱ローラ対等を用いて熱圧着して、図１に示すような、本発明の変換フィルム１０を完成する。
【００６４】
このような本発明の変換フィルム１０の製造は、カットシート状の前記シート状物を用いて製造を行っても良いが、好ましくは、ロール・トゥ・ロール（Ｒｏｌｌ  ｔｏ  Ｒｏｌｌ  以下、ＲｔｏＲともいう）を利用する。
周知のように、ＲｔｏＲとは、長尺な原材料を巻回してなるロールから、原材料を引き出して、長手方向に搬送しつつ、成膜や表面処理等の各種の処理を行い、処理済の原材料を、再度、ロール状に巻回する製造方法である。
【００６５】
ＲｔｏＲによって、前述の製造方法で変換フィルム１０を製造する際には、長尺な保護層１８の上に薄膜電極１４が形成されたシート状物１０ａを巻回してなる第１のロール、および、長尺な保護層２０の上に薄膜電極１６が形成されたシート状物１０ｃを巻回してなる第２のロールを用いる。
第１のロールおよび第２のロールは、全く、同じものでよい。
【００６６】
このロールから、前記シート状物１０ａを引き出して、長手方向に搬送しつつ、前述のシアノエチル化ＰＶＡおよび圧電体粒子２６を含有する塗料を塗布し、加熱等によって乾燥して、薄膜電極１４の上に圧電体層１２を形成し、前述の積層体１０ｂとする。
次いで、前述のコロナポーリングを行って、圧電体層１２の分極処理を行う。ここで、ＲｔｏＲによって変換フィルム１０を製造する際には、積層体１０ｂを搬送しつつ、積層体１０ｂの搬送方向と直交する方向に延在して固定した棒状のコロナ電極３０によって、コロナポーリングによる圧電体層１２の分極処理を行う。なお、この分極処置の前に、カレンダ処理を行ってもよいのは、前述のとおりである。
次いで、第２のロールからシート状物１０ｃを引き出し、このシート状物１０ｃおよび積層体を搬送しつつ、貼り合わせローラ等を用いる公知の方法で、前述のように、薄膜電極１６を圧電体層１２に向けて、積層体１０ｂの上にシート状物１０ｃを積層する。
その後、加熱ローラ対によって保護層１８および２０を挟持搬送することで熱圧着して、本発明の変換フィルム１０を完成し、この変換フィルム１０を、ロール状に巻回する。
【００６７】
なお、以上の例は、ＲｔｏＲによって、シート状物（積層体）を、１回だけ、長手方向に搬送して、本発明の変換フィルム１０を作製しているが、これに限定はされない。
例えば、前記積層体を形成し、コロナポーリングを行った後に、一度、ロール状に、この積層体を巻回した積層体ロールとする。次いで、この積層体ロールから積層体を引き出して、長手方向に搬送しつつ、前述のように、保護層２０の上に薄膜電極１６が形成されたシート状物の積層を行って、変換フィルム１０を完成し、この変換フィルム１０を、ロール状に巻回してもよい。
【００６８】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）に、本発明の変換フィルム１０を利用する、平板型の圧電スピーカの一例の概念図を示す。なお、図３においては、（Ｂ）が、変換フィルム１０の振動方向（音の放射方向）から見た図であり、（Ａ）は、（Ｂ）に対して直交方向から見た図３（Ｂ）のａ−ａ線断面図である。
【００６９】
この圧電スピーカ４０は、圧電体層１２と、圧電体層１２の両面に設けられる薄膜電極１４および１６と、両薄膜電極の表面に設けられる保護層１８および２０とからなる、前述の本発明の変換フィルム１０を電気信号を振動エネルギーに変換するスピーカ用振動板として用いる、平板型の圧電スピーカである。
なお、圧電スピーカ４０（および後述する圧電スピーカ５０）は、共に、マイクロフォンやセンサーとして使用することも可能である。
【００７０】
図示例の圧電スピーカ４０は、基本的に、前記変換フィルム１０（圧電フィルム）と、ケース４２と、粘弾性支持体４６と、枠体４８とを有して構成される。
ケース４２は、プラスチック等で形成される、一面が開放する薄い正四角筒状の筐体である。なお、本発明の振動体を利用する圧電スピーカにおいて、ケース４２（すなわち圧電スピーカ）は、四角筒状に限定はされず、円筒状や底面が長方形の四角筒状等の各種の形状の筐体が利用可能である。
また、枠体４８は、中央に貫通孔を有する、ケース４２の上端面（開放面側）と同様の形状を有する板材である。
さらに、粘弾性支持体４６は、適度な粘性と弾性を有し、変換フィルム１０を支持すると共に、圧電フィルムのどの場所でも一定の機械的バイアスを与えることによって、変換フィルムの伸縮運動を無駄なく前後運動（フィルムの面に垂直な方向の運動）に変換させるためのものである。一例として、羊毛のフェルト、レーヨンやＰＥＴを含んだ羊毛のフェルトなどの不織布、グラスウール等が例示される。図示例において、粘弾性支持体４６は、ケース４２の底面よりも、若干、大きい底面形状を有する四角柱状である。なお、粘弾性支持体４６の比重には、特に限定はなく、粘弾性支持体の種類に応じて、適宜、選択すればよい。一例として、粘弾性支持体としてフェルトを用いた場合には、比重は、１００〜５００ｋｇ／ｃｍ3が好ましく、２００〜３００ｋｇ／ｃｍ3がより好ましい。また、粘弾性支持体としてグラスウールを用いた場合には、比重は、２０〜１００ｋｇ／ｃｍ3が好ましい。
【００７１】
圧電スピーカ４０においては、このケース４２の中に粘弾性支持体４６を収容して、変換フィルム１０によってケース４２および粘弾性支持体４６を覆い、変換フィルム１０の周辺を枠体４８によってケース４２の上端面に押圧した状態で、枠体４８をケース４２に固定して、構成される。
なお、ケース４２への枠体の固定方法には、特に限定はなく、ビスやボルトナットを用いる方法、固定用の治具を用いる方法等、公知の方法が、各種、利用可能である。
【００７２】
ここで、この圧電スピーカ４０においては、粘弾性支持体４６は、高さ（厚さ）がケース４２の内面の高さよりも厚い、四角柱状である。すなわち、図３（Ｃ）に模式的に示すように、変換フィルム１０および枠体４８が固定される前の状態では、粘弾性支持体４６は、ケース４２の上面よりも突出した状態となっている。
そのため、圧電スピーカ４０では、粘弾性支持体４６の周辺部では、粘弾性支持体４６が変換フィルム１０によって下方に押圧されて厚さが薄くなった状態で、保持される。また、同じく粘弾性支持体４６の周辺部において、変換フィルム１０の曲率が急激に変動し、変換フィルム１０に、粘弾性支持体４６の周辺に向かって低くなる立上がり部４０ａが形成される。さらに、変換フィルム１０の中央領域は四角柱状の粘弾性支持体４６に押圧されて、（略）平面状になっている。
また、この際においては、変換フィルム１０の面方向において、粘弾性支持体４６の全面を押圧して、全面的に厚さが薄くなるようにするのが好ましい。
【００７３】
なお、本発明の変換フィルム１０を利用する圧電スピーカにおいて、変換フィルム１０による粘弾性支持体４６の押圧力には、特に限定はないが平面部（平坦部）における面圧で０．０２〜０．２ＭＰａ程度とするのが好ましい。
立上がり部４０ａの角度（中央の平面部に対する傾斜角度（平均の傾斜角度））にも、特に限定はないが、変換フィルム１０の十分な上下運動が可能になる等の点で、１０〜９０°程度とするのが好ましい。
変換フィルム１０の高低差（図示例では、枠体４８の底面に最も低い所と最も遠い所との距離の差）にも、特に限定はないが、薄型の平面スピーカが得られる、変換フィルム１０の十分な上下運動が可能になる等の点で、１〜１０ｍｍ程度とするのが好ましい。
加えて、粘弾性支持体４６の厚さにも、特に限定は無いが、押圧される前の厚さが、１〜５０ｍｍであるのが好ましい。
【００７４】
このような圧電スピーカ４０において、圧電体層１２への電圧印加によって、変換フィルム１０が面内方向に伸長すると、この伸長分を吸収するために、変換フィルム１０の立上がり部４０ａが、立ち上がる方向（変換フィルム１０の面方向に対する角度が９０°に近くなる方向）に僅かに角度を変える。その結果、平面状の部分を有する変換フィルム１０は、上方（音の放射方向）に移動する。
逆に、圧電体層１２への電圧印加によって、変換フィルム１０が面内方向に収縮すると、この収縮分を吸収するために、変換フィルム１０の立上がり部４０ａが、倒れる方向（平面に近くなる方向）に僅かに角度を変える。その結果、平面状の部分を有する変換フィルム１０は、下方に移動する。
圧電スピーカ４０は、この変換フィルム１０の振動によって、音を発生する。
【００７５】
変換フィルム１０の立上がり部４０ａにおいて、粘弾性支持体４６は枠体４８に近づくほど厚さ方向に圧縮された状態になるが、静的粘弾性効果（応力緩和）によって、圧電フィルムのどの場所でも機械的バイアスを一定に保つことができる。これにより、圧電フィルムの伸縮運動が無駄なく前後運動へと変換されるため、薄型、かつ、十分な音量が得られ、音響特性に優れる平面状の圧電スピーカを得ることができる。
【００７６】
図示例の圧電スピーカ４０は、枠体４８によって、変換フィルム１０の周辺全域をケース４２（すなわち、粘弾性支持体４６）に押し付けているが、本発明は、これに限定されない。
すなわち、本発明の変換フィルム１０を利用する圧電スピーカは、枠体４８を有さずに、例えばケース４２の４箇所の角において、ビスやボルトナット、治具などによって、変換フィルム１０を枠体４８の上面に押圧／固定してなる構成も利用可能である。
また、ケース４２と変換フィルム１０との間には、Ｏリング等を介在させてもよい。このような構成を有することにより、ダンパ効果を持たせることができ、変換フィルム１０の振動がケース４２に伝達されることを防止して、より優れた音響特性を得ることができる。
【００７７】
また、本発明の変換フィルム１０を利用する圧電スピーカは、粘弾性支持体４６を収容するケース４２を有さなくても良い。
すなわち、図４の圧電スピーカ５０の断面図で、その一例を概念的に示すように、剛性を有する支持板５２の上に粘弾性支持体４６を載置し、粘弾性支持体４６を覆って変換フィルム１０を載せ、先と同様の枠体４８を周辺部に載置する。次いで、ビス５４によって枠体４８を支持板５２に固定することにより、枠体４８と一緒に粘弾性支持体４６を押圧して、粘弾性支持体４６の周辺部を薄くし、かつ、変換フィルム１０の傾斜部を形成した構成も、利用可能である。
このようなケース４２を有さない構成でも、枠体４８を用いずに、ビス等によって粘弾性支持体４６を押圧して薄くした状態として、保持してもよい。
【００７８】
さらに、本発明の変換フィルム１０を利用する圧電スピーカは、周辺を押圧する構成にも限定はされず、例えば、粘弾性支持体４６と変換フィルム１０の積層体の中央を、何らかの手段によって押圧して、粘弾性支持体４６を薄くした状態で保持してなる構成も利用可能である。
すなわち、本発明の変換フィルム１０を利用する圧電スピーカは、粘弾性支持体４６が変換フィルム１０によって押圧されて厚さが薄くなった状態を保持し、かつ、この押圧／保持によって、変換フィルム１０の曲率が急激に変動し、変換フィルム１０に立上がり部４０ａが形成された構成であれば、各種の構成が利用可能である。
【００７９】
図３および図４に示す圧電スピーカは、粘弾性支持体４６を利用しているが、本発明の変換フィルム１０を利用する圧電スピーカは、この構成に限定はされない。
【００８０】
例えば、図５（Ｃ）に示す圧電スピーカ５６が例示される。
この圧電スピーカ５６は、まず、図５（Ａ）に示すように、同様のケース４２として気密性を有する物を用い、ケース４２内に空気を導入するパイプ４２ａを設ける。
このケース４２の開放側の端部上面にＯリング５７を設け、ケース４２の開放面を閉塞するように、変換フィルム１０で覆う。
【００８１】
次いで、図５（Ｂ）に示すように、ケース４２の外周と略同一の内周を有する、略Ｌ字状の断面を有する枠体状の押さえ蓋５８を、ケース４２の外周に嵌合する（図５（Ｂ）および（Ｃ）においては、Ｏリング５７は省略）。
これにより、変換フィルム１０をケース４２押圧して固定し、変換フィルム１０によって、ケース４２の内部を気密に閉塞する。
【００８２】
さらに、図５（Ｃ）に示すように、パイプ４２ａからケース４２内（ケース４２と変換フィルム１０とによる閉空間）に空気を導入して、変換フィルム１０に圧力を掛けて、凸状に膨らました状態で、保持して、圧電スピーカ５６とする。
ケース４２内の圧力には、限定はなく、変換フィルム１０が外方に凸状に膨らむ、大気圧以上であれば良い。
なお、パイプ４２ａは、固定されていても、着脱自在にしてもよい。パイプ４２ａを取り外す際には、パイプの着脱部を気密に閉塞するのは、当然である。
【００８３】
本発明のフレキシブルディスプレイは、前述の本発明の変換フィルム１０（電気音響変換フィルム）をスピーカとして用いる、可撓性を有するシート状の画像表示装置である。
具体的には、可撓性を有する有機ＥＬ表示デバイス、可撓性を有する液晶表示デバイス、可撓性を有する電子ペーパ等の、可撓性を有するシート状の表示デバイスの裏面（画像表示面と反対側の面）に、本発明の変換フィルム１０をスピーカとして取り付けた、スピーカ搭載型のフレキシブルディスプレイである。
なお、本発明のフレキシブルディスプレイは、カラーディスプレイであってもモノクロディスプレイであってもよい。
【００８４】
前述のように、本発明の変換フィルム１０は、柔軟性および可撓性に優れ、しかも、面内に異方性が無い。そのため、本発明の変換フィルム１０は、どの方向に屈曲させても音質の変化が少なく、しかも、曲率の変化に対する音質変化も少ない。
従って、このような本発明の振動フィルムを１０を、可撓性を有する画像表示デバイスに取り付けてなる本発明のスピーカ搭載型のフレキシブルディスプレイは、可撓性に優れ、しかも、手に持った状態等による湾曲の方向や湾曲量によらず（すなわち、任意の変形に好適に対応して）、安定した音質の音声出力を行うことができる。
【００８５】
図６（Ａ）に、本発明のフレキシブルディスプレイを、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイに利用した一例を概念的に示す。
図６（Ａ）に示す有機ＥＬディスプレイ６０は、可撓性を有するシート状の有機ＥＬ表示デバイス６２の裏面に、本発明の変換フィルム１０を取り付けてなる、スピーカ搭載型の有機ＥＬフレキシブルディスプレイである。
【００８６】
本発明のフレキシブルディスプレイにおいて、有機ＥＬ表示デバイス６２等の可撓性を有するシート状の画像表示デバイスの裏面に、本発明の変換フィルム１０を取り付ける方法には、限定はない。すなわち、シート状物同士を、面を向かい合わせて取り付ける（貼り合わせる）公知の方法が、全て利用可能である。
一例として、接着剤で貼り付ける方法、熱融着で貼り付ける方法、両面テープを用いる方法、粘着テープを用いる方法、略Ｃ字状のクランプなどの積層した複数のシート状物を端部や端辺で挟持する治具を用いる方法、リベットなどの積層した複数のシート状物を面内（画像表示面を除く）で挟持する治具を用いる方法、積層した複数のシート状物の両面から保護フィルム（少なくとも画像表示側は透明）等で挟持する方法、これらを併用する方法等が例示される。
なお、接着剤等を用いて表示デバイスと変換フィルム１０とを貼り付ける際には、全面的に貼り付けても、端部の全周のみを貼り付けても、四隅と中央部等の適宜設定された場所で点状に貼り付けても、これらを併用してもよい。
【００８７】
有機ＥＬディスプレイ６０において、変換フィルム１０は、高分子複合圧電体からなる圧電体層１２と、圧電体層１２の一面に設けられる薄膜電極１４および他面に設けられる薄膜電極１６と、薄膜電極１４の表面に設けられる保護層１８および薄膜電極１６の表面に設けられる保護層２０と、を有して構成される、前述の本発明の（電気音響）変換フィルム１０である。
【００８８】
他方、有機ＥＬ表示デバイス６２は、公知の可撓性を有するシート状の有機ＥＬ表示デバイス（有機ＥＬディスプレイパネル）である。
すなわち、有機ＥＬ表示デバイス６２は、一例として、プラスチックフィルム等の基板６４の上に、ＴＦＴ等のスイッチング回路を有する画素電極が形成された陽極６８を有し、陽極６８の上に有機ＥＬ材料を用いる発光層７０を有し、発光層７０の上にＩＴＯ（酸化インジウム錫）等からなる透明な陰極７２を有し、陰極７２の上に透明なプラスチック等で形成された透明基板７４を有して構成される。
また、陽極６８と発光層７０との間には、正孔注入層や正孔輸送層を有してもよく、さらに、発光層７０と陰極７２との間には、電子輸送層や電子注入層を有してもよい。さらに、透明基板７４の上には、ガスバリアフィルム等の保護フィルムを有してもよい。
【００８９】
なお、図示は省略するが、変換フィルム１０の薄膜電極１４および薄膜電極１６には、変換フィルム１０すなわちスピーカを駆動するための配線が接続される。さらに、陽極６８および陰極７２には、有機ＥＬ表示デバイス６２を駆動するための配線が接続される。
この点に関しては、後述する電子ペーパ７８および液晶ディスプレイ９４等に関しても、同様である。
【００９０】
図６（Ｂ）に、本発明のフレキシブルディスプレイを、電子ペーパに利用した一例を概念的に示す。
図６（Ｂ）に示す電子ペーパ７８は、可撓性を有するシート状の電子ペーパデバイス８０の裏面に、本発明の変換フィルム１０を取り付けてなる、スピーカ搭載型の電子ペーパである。
【００９１】
電子ペーパ７８において、変換フィルム１０は、前述の物と同様である。
他方、電子ペーパデバイス８０は、公知の可撓性を有する電子ペーパである。すなわち、一例として、電子ペーパデバイス８０は、プラスチックフィルム等の基板８２の上に、ＴＦＴ等のスイッチング回路を有する画素電極が形成された下部電極８４を有し、下部電極８４の上に正もしくは負に帯電した白および黒の顔料を内包するマイクロカプセル８６ａを配列した表示層８６を有し、表示層８６の上にＩＴＯ等からなる透明な上部電極９０を有し、上部電極９０の上に透明なプラスチック等で形成された透明基板９２を有して構成される。
【００９２】
なお、図６（Ｂ）に示す例は、本発明のフレキシブルディスプレイを、マイクロカプセルを用いる電気泳動方式の電子ペーパに利用した例であるが、本発明は、これに限定はされない。
すなわち、本発明のフレキシブルディスプレイには、マイクロカプセルを用いない電気泳動方式、電気泳動方式、酸化還元反応等を利用する化学変化方式、電子粉粒体方式、エレクトロウェッティング方式、液晶方式等、可撓性を有するシート状のものであれば、公知の電子ペーパが、全て、利用可能である。
【００９３】
図６（Ｃ）に、本発明のフレキシブルディスプレイを、液晶ディスプレイに利用した一例を概念的に示す。
図６（Ｃ）に示す液晶ディスプレイ９４は、可撓性を有するシート状の液晶ディスプレイデバイス９６の裏面に、本発明の変換フィルム１０を取り付けてなる、スピーカ搭載型の液晶フレキシブルディスプレイである。
【００９４】
液晶ディスプレイ９４において、変換フィルム１０は、前述の物と同様である。
他方、液晶ディスプレイデバイス９６は、公知の可撓性を有するシート状の液晶ディスプレイデバイス（液晶ディスプレイパネル）である。すなわち、一例として、液晶ディスプレイデバイス９６は、可撓性を有するエッジライトタイプの導光板９８、および、この導光板９８の端部からバックライトを入射する光源１００を有する。液晶ディスプレイデバイス９６は、一例として、導光板９８の上に、偏光子１０２を有し、偏光子１０２の上に透明な下部基板１０４を有し、下部基板１０４の上にＴＦＴ等のスイッチング回路を有する画素電極が形成された透明な下部電極１０６を有し、下部電極１０６の上に液晶層１０８を有し、液晶層１０８の上にＩＴＯ等からなる透明な上部電極１１０を有し、上部電極１１０の上に透明な上部基板１１２を有し、上部基板１１２の上に偏光子１１４を有し、偏光子１１４の上に保護フィルム１１６を有して構成される。
【００９５】
なお、本発明のフレキシブルディスプレイは、有機ＥＬディスプレイ、電子ペーパおよび液晶ディスプレイに限定はされず、可撓性を有するシート状の表示デバイス（表示パネル）であれば、各種の表示デバイスを用いた画像表示装置が利用可能である。
【００９６】
シアノエチル化ＰＶＡ等の常温で粘弾性を有する高分子マトリックスに圧電体粒子を分散してなる圧電体層１２と、圧電体層１２の表面に設けられる薄膜電極１４および薄膜電極１６と、薄膜電極の表面に設けられる保護層１８および保護層２０とを有する、本発明の変換フィルム１０は、圧電体層１２が、振動エネルギーを電気信号に変換する性能も有する。
そのため、本発明の変換フィルム１０は、これを利用して、マイクロフォンや楽器用センサー（ピックアップ）にも、好適に利用可能である。
一例として、声帯マイクロフォンが好適に例示される。
【００９７】
図７に、一般的な声帯マイクロフォンの一例を概念的に示す。
図７に示すように、従来の一般的な声帯マイクロフォン１２０は、ＰＺＴ等の圧電体セラミックス１２６を黄銅板等の金属板１２８の上に積層し、この積層体の下面に弾性を有するクッション１３０を、上面にスプリング１３２を、それぞれ取り付けて、ケース１２４内に支持し、ケース内から信号線１３６および１３６を引き出してなる、複雑な構成を有する。
【００９８】
これに対し、本発明の変換フィルム１０を、音声信号を電気信号に変換するセンサーとして用いる本発明の声帯マイクロフォンは、例えば、変換フィルム１０に貼り付け手段を設け、かつ、圧電体層１２（薄膜電極１４および薄膜電極１６）が出力する電気信号を取り出す信号線を設けるだけの簡易な構成で、声帯マイクロフォンを構成できる。
また、このような構成有する本発明の声帯マイクロフォンは、変換フィルム１０を声帯付近に貼り付けるだけで、声帯マイクロフォンとして作用する。
【００９９】
また、図７に示すような、圧電体セラミックス１２６と金属板１２８とを利用する従来の声帯マイクロフォンは、損失正接が非常に小さいため、共振が非常に強く出やすく、起伏の激しい周波数特性となるため、金属的な音色になりがちである。
これに対して、前述のように、本発明の変換フィルム１０は、可撓性および音響特性に優れ、かつ、変形時に音質変化が小さいため、複雑な曲面を有する人の咽喉部に貼り付けることが可能であり、低音から高音まで、忠実に再現することができる。
すなわち、本発明によれば、肉声に極めて近い音声信号を出力可能で、装着感を感じさせない、簡易な構成で、超軽量かつ省スペースな声帯マイクロフォンを実現できる。
【０１００】
なお、本発明の声帯マイクロフォンにおいて、声帯付近への変換フィルム１０の貼り付け方法には、特に限定はなく、公知のシート状物の貼り付け方法が、各種、利用可能である。
また、変換フィルム１０を、直接、声帯付近に貼り付けるのではなく、変換フィルム１０を、極薄いケースや袋体に収容して、声帯付近に貼り付けるようにしてもよい。
【０１０１】
また、本発明の変換フィルム１０を、音声信号を電気信号に変換するセンサーとして用いる本発明の楽器用センサーは、例えば、変換フィルム１０に貼り付け手段を設け、かつ、圧電体層１２（薄膜電極１４および薄膜電極１６）が出力する電気信号を取り出す信号線を設けるだけの簡易な構成で、楽器用センサーを構成することができる。
また、このような構成有する本発明の楽器用センサーは、変換フィルム１０を楽器の筐体面に貼り付けるだけで、ピックアップとして作用する。
【０１０２】
前述の声帯マイクロフォンと同様、本発明の変換フィルム１０は、薄く、かつ、柔軟性に富むので、本発明の楽器用センサーは、可撓性および音響特性に優れ、かつ、変形時に音質変化が小さいため、複雑な曲面を有する楽器の筐体面に貼り付けることが可能であり、低音から高音まで、楽器の音を忠実に再現することができる。
しかも、本発明の楽器用センサーは、振動する楽器の筐体面に対する機械的な拘束も殆ど無いため、ピックアップを取り付けることによる楽器の原音への影響も、最小限に押さえることができる。
【０１０３】
先の声帯マイクロフォンと同様、本発明の楽器用センサーにおいて、楽器への貼り付け方法には、特に限定はなく、公知のシート状物の貼着方法が、各種、利用可能である。また、本発明の楽器用センサーは、変換フィルム１０を、極薄いケースや袋体に収容して、楽器に貼り付けるようにしてもよい。
【０１０４】
以上、本発明の電気音響変換フィルム、フレキシブルディスプレイ、声帯マイクロフォンおよび楽器用センサーについて詳細に説明したが、本発明は上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。
【実施例】
【０１０５】
以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明についてより詳細に説明する。
【０１０６】
［実施例１］
前述の図２に示す方法によって、図１に示す本発明の変換フィルム１０を作製した。
まず、下記の組成比で、シアノエチル化ＰＶＡ（ＣＲ−Ｖ  信越化学工業社製）をジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶解した。その後、この溶液に、ＰＺＴ粒子を下記の組成比で添加して、プロペラミキサー（回転数２０００ｒｐｍ）で分散させて、圧電体層１２を形成するための塗料を調製した。
・ＰＺＴ粒子・・・・・・・・・・・３００質量部
・シアノエチル化ＰＶＡ・・・・・・・３０質量部
・ＤＭＦ・・・・・・・・・・・・・・７０質量部
なお、ＰＺＴ粒子は、市販のＰＺＴ原料粉を１０００〜１２００℃で焼結した後、これを平均粒径５μｍになるように解砕および分級処理したものを用いた。
【０１０７】
一方、厚さ４μｍのＰＥＴフィルムに、厚さ０．１μｍの銅薄膜を真空蒸着してなるシート状物１０ａおよび１０ｃを用意した。すなわち、本例においては、薄膜電極１４および１６は、厚さ０．１ｍの銅蒸着薄膜であり、保護層１８および２０は厚さ４μｍのＰＥＴフィルムとなる。
このシート状物１０ａの薄膜電極１４（銅蒸着薄膜）の上に、スライドコーターを用いて、先に調製した圧電体層１２を形成するための塗料を塗布した。なお、塗料は、乾燥後の塗膜の膜厚が４０μｍになるように、塗布した。
次いで、シート状物１０ａの上に塗料を塗布した物を、１２０℃のホットプレート上で加熱乾燥することでＤＭＦを蒸発させた。これにより、ＰＥＴ製の保護層１８の上に銅製の薄膜電極１４を有し、その上に、厚さが４０μｍの圧電体層１２（圧電層）を形成してなる積層体１０ｂを作製した。
【０１０８】
この積層体１０ｂの圧電体層１２を、図２（Ｃ）および（Ｄ）に示す前述のコロナポーリングによって、分極処理した。なお、分極処理は、圧電体層１２の温度を１００℃として、薄膜電極１４とコロナ電極３０との間に６ｋＶの直流電圧を印加してコロナ放電を生じさせて、行った。
【０１０９】
分極処理を行った積層体１０ｂの上に、薄膜電極１６（銅薄膜側）を圧電体層１２に向けてシート状物１０ｃを積層した。
次いで、積層体１０ｂとシート状物１０ｃとの積層体を、ラミネータ装置を用いて１２０℃で熱圧着することで、圧電体層１２と薄膜電極１４および１６とを接着して、変換フィルム１０を作製した。
【０１１０】
［可撓性試験］
作製した変換フィルム１０から、１ｃｍ×１５ｃｍの短冊状試験片を作製した。
これを所定の曲率半径（ｒ＝５ｃｍ、ｒ＝２．５ｃｍおよびｒ＝０．５ｃｍ）になるように丸めては元の状態に戻すことを１０回繰り返した後、電気特性（静電容量および誘電損失）ならびに外観の変化を調べた。
電気特性および外観に変化が見られない場合は○、電気特性に変化は見られないものの折り目等の跡が残った場合は△、電気特性に変化が見られた場合は×とした。
その結果を表１に示す。
【０１１１】
［動的粘弾性試験］
作製した変換フィルム１０から、１ｃｍ×４ｃｍの短冊状試験片を作製した。
この試験片の動的粘弾性（貯蔵弾性率Ｅ’（ＧＰａ）および損失正接Ｔａｎδ）を、動的粘弾性試験機（ＳＩＩナノテクノロジー  ＤＭＳ６１００粘弾性スペクトロメーター）を使用して測定した。測定条件を以下に示す。
測定温度範囲：−２０℃〜１００℃
昇温速度：２℃／分
測定周波数：０．１Ｈｚ、０．２Ｈｚ、０．５Ｈｚ、１．０Ｈｚ、２．０Ｈｚ、５．０Ｈｚ、１０Ｈｚ、２０Ｈｚ
測定モード：引っ張り測定
【０１１２】
動的粘弾性の温度依存性を図８（Ａ）および表１に示す。なお、１Ｈｚの結果は図１３（Ａ）にも併記する。
また、動的粘弾性測定から得られた，基準温度２５℃でのマスターカーブを図１７に示す。
一般に、動的粘弾性測定結果における周波数と温度の間には、「時間−温度換算則」に基づく一定の関係がある。例えば、温度の変化を周波数の変化に換算し、一定温度における粘弾性特性の周波数分散を調べることができる。この時に作成されるカーブを、マスターカーブと呼ぶ。実際のオーディオ帯域、例えば１ｋＨｚでの粘弾性測定は現実的ではないため、オーディオ帯域における材料の貯蔵弾性率Ｅ’や損失正接Ｔａｎδを把握する上で、マスターカーブは有効である。
基準温度２５℃でのマスターカーブ（図１７）より得られた、各周波数毎の貯蔵弾性率Ｅ’および損失正接Ｔａｎδを表２に示す。
ここで、表２には、下記式より算出した各周波数ごとの音速ｖも示す。ここで、ρは比重、Ｅはヤング率（貯蔵弾性率Ｅ’に相当）である。
【数２】
0005599858.tif 000003
さらに、表２には、スピーカとして一般的に用いられるコーン紙のヤング率（貯蔵弾性率Ｅ’に相当）、内部損失（損失正接Ｔａｎδに相当）、比重および音速も併記する。
また、電気音響変換フィルムのマトリックスに用いたシアノエチル化ＰＶＡ単体の動的粘弾性の温度依存性を図９（Ａ）に示す。
【０１１３】
［スピーカ性能試験］
作製した変換フィルム１０から、φ１５０ｍｍの円形試験片を作製した。
この試験片を用いて、図５（Ｃ）に示す圧電スピーカ５６を作製した。なお、ケース４２は、内径１３８ｍｍ、深さ９ｍｍのプラスチック製の丸形容器を用いた。ケース４２内部の圧力は、１．０２気圧に維持した。これにより、変換フィルム１０をコンタクトレンズのように凸型に撓ませた。
このようにして作製した薄型圧電スピーカの音圧レベル−周波数特性を、サイン波スイープ測定によって測定した。なお、計測用マイクロフォンは、圧電スピーカ５６の中心の真上１０ｃｍの位置に配置した（図１１参照）。
音圧レベル−周波数特性の測定結果を、図１０に示す。
【０１１４】
［曲率半径を変化させたフレキシブルスピーカ性能試験］
作製した変換フィルム１０から、２００ｍｍ×１５０ｍｍの長方形試験片を作製した。
この試験片にフレキシブルディスプレイを想定した厚さ８０μｍのＰＥＴフィルムを貼り合わせた。
これを図１１に示すように、間隔Ｌを調節できるプラスチック製の２本のスタンド間に張った。すなわち、このスタンドの位置を移動することで、変換フィルム１０の曲率半径ｒを変更できる。また、変換フィルム１０の中心の真上１０ｃｍの位置に、計測用マイクロフォンＭを配置した。
このような条件の下、変換フィルム１０を所望の曲率半径ｒに維持した状態で、フレキシブルスピーカとしての音圧レベル−周波数特性を、サイン波スイープ測定によって測定した。なお、変換フィルム１０の曲率半径ｒは、２０ｃｍ、３０ｃｍおよび４０ｃｍの３種類とした。また、測定は長手方向に湾曲させた場合（Ｘ方向）と、短手方向に湾曲させた場合（Ｙ方向）の２回に分けて実施した。
曲率半径を変化させた音圧レベル−周波数特性の測定結果を図１２に示す。なお、図１２において、（Ａ）はＸ方向の湾曲であり、（Ｂ）はＹ方向の湾曲である。
【０１１５】
［実施例２］
厚さ１２μｍのＰＥＴフィルムに、厚さ０．１μｍの銅薄膜を真空蒸着してなるシート状物１０ａおよび１０ｃを用いた以外には、実施例１と全く同様にして変換フィルム１０を作製した。
すなわち、本例においては、薄膜電極１４および１６は、厚さ０．１μｍの銅蒸着薄膜であり、保護層１８および２０は厚さ１２μｍのＰＥＴフィルムとなる。なお、圧電体層１２の厚さは、４５μｍであった。
このようにして作製した変換フィルム１０に関して、可撓性試験および動的粘弾性試験、そしてスピーカ性能試験を実施例１と同様に実施した。
可撓性試験の結果を表１に、１Ｈｚにおける動的粘弾性の温度依存性を図１３（Ａ）および表１に、音圧レベル−周波数特性の測定結果を図１０に示す。
【０１１６】
［実施例３］
厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムに、厚さ０．１μｍの銅薄膜を真空蒸着してなるシート状物１０ａおよび１０ｃを用いた以外には、実施例１と全く同様にして変換フィルム１０を作製した。すなわち、本例においては、薄膜電極１４および１６は、厚さ０．１μｍの銅蒸着薄膜であり、保護層１８および２０は厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムとなる。
このようにして作製した変換フィルム１０に関して、可撓性試験および動的粘弾性試験、そしてスピーカ性能試験を実施例１と同様に実施した。
可撓性試験の結果を表１に、１Ｈｚにおける動的粘弾性の温度依存性を図１３（Ａ）および表１に、音圧レベル−周波数特性の測定結果を図１０に示す。なお、動的粘弾性の温度依存性は図１３（Ｂ）にも、音圧レベル−周波数特性は図１４にも、併記する。
【０１１７】
［実施例４］
厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムに、厚さ０．１μｍの銅薄膜を真空蒸着してなるシート状物１０ａおよび１０ｃを用いた以外には、実施例１と全く同様にして、変換フィルム１０を作製した。すなわち、本例においては、薄膜電極１４および１６は、厚さ０．１μｍの銅蒸着薄膜であり、保護層１８および２０は厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムとなる。なお、圧電体層１２の厚さは４２μｍであった。
このようにして作製した変換フィルム１０に関して、可撓性試験および動的粘弾性試験、そしてスピーカ性能試験を実施例１と同様に実施した。
可撓性試験の結果を表１に、１Ｈｚにおける動的粘弾性の温度依存性を図１３（Ａ）および表１に、音圧レベル−周波数特性の測定結果を図１０に示す。
【０１１８】
［実施例５］
厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムに、厚さ０．３μｍの銅薄膜を真空蒸着してなるシート状物１０ａおよび１０ｃを用いた以外には、実施例１と全く同様にして、変換フィルム１０を作製した。すなわち、本例においては、薄膜電極１４および１６は、厚さ０．３μｍの銅蒸着薄膜であり、保護層１８および２０は厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムとなる。
このようにして作製した変換フィルム１０に関して、可撓性試験および動的粘弾性試験、そしてスピーカ性能試験を実施例１と同様に実施した。
可撓性試験の結果を表１に、１Ｈｚにおける動的粘弾性の温度依存性を図１３（Ｂ）および表１に、音圧レベル−周波数特性の測定結果を図１４に示す。
【０１１９】
［実施例６］
厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムに、厚さ１．０μｍの銅薄膜を真空蒸着してなるシート状物１０ａおよび１０ｃを用いた以外には、実施例１と全く同様にして変換フィルム１０を作製した。すなわち、本例においては、薄膜電極１４および１６は、厚さ１．０μｍの銅蒸着薄膜であり、保護層１８および２０は厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムとなる。なお、圧電体層１２の厚さは４１μｍであった。
このようにして作製した変換フィルム１０に関して、可撓性試験および動的粘弾性試験、そしてスピーカ性能試験を実施例１と同様に実施した。
可撓性試験の結果を表１に、１Ｈｚにおける動的粘弾性の温度依存性を図１３（Ｂ）および表１に、音圧レベル−周波数特性の測定結果を図１４に示す。
【０１２０】
［実施例７］
厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムに、厚さ３．０μｍの銅薄膜をめっき成膜してなるシート状物１０ａおよび１０ｃを用いた以外には、実施例１と全く同様にして変換フィルム１０を作製した。すなわち、本例においては、薄膜電極１４および１６は、厚さ３．０μｍの銅めっき膜であり、保護層１８および２０は厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムとなる。なお、圧電体層１２の厚さは４４μｍであった。
このようにして作製した変換フィルム１０に関して、可撓性試験および動的粘弾性試験、そしてスピーカ性能試験を実施例１と同様に実施した。
可撓性試験の結果を表１に、１Ｈｚにおける動的粘弾性の温度依存性を図１３（Ｂ）および表１に、音圧レベル−周波数特性の測定結果を図１４に示す。
【０１２１】
［実施例８］
厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムに、厚さ１０．０μｍの銅薄膜をめっき成膜してなるシート状物１０ａおよび１０ｃを用いた以外には、実施例１と全く同様にして変換フィルム１０を作製した。すなわち、本例においては、薄膜電極１４および１６は、厚さ１０．０μｍの銅めっき膜であり、保護層１８および２０は厚さ２５μｍのＰＥＴフィルムとなる。なお、圧電体層１２の厚さは５０μｍであった。
このようにして作製した変換フィルム１０に関して、可撓性試験および動的粘弾性試験、そしてスピーカ性能試験を実施例１と同様に実施した。
可撓性試験の結果を表１に、１Ｈｚにおける動的粘弾性の温度依存性を図１３（Ｂ）および表１に、音圧レベル−周波数特性の測定結果を、図１４に示す。
【０１２２】
［比較例１］
高分子マトリックスに、常温で粘弾性を有さないシアノエチル化プルランを用いた以外は、実施例１と同様にして電気音響変換フィルムを作製した。すなわち、本例においては、薄膜電極１４および１６は、厚さ０．１μｍの銅蒸着薄膜であり、保護層１８および２０は厚さ４μｍのＰＥＴフィルムとなる。なお、圧電体層の厚さは４２μｍであった。
このようにして作製した電気音響変換フィルムに関して、可撓性試験および動的粘弾性試験、そして曲率半径を変化させたフレキシブルスピーカ性能試験を実施例１と同様に実施した。
可撓性試験の結果を表１に、動的粘弾性の温度依存性を図８（Ｂ）および表１に示す。
ここで、実施例１とは異なり、比較例１は、常温付近で貯蔵弾性率Ｅ’に殆ど周波数分散が見られなかったため、２５℃、２０Ｈｚでの貯蔵弾性率Ｅ’および損失正接Ｔａｎδを代表値として表２に示すと共に、比重および貯蔵弾性率Ｅ’より音速ｖを算出した。
また、実施例１と同様にして、曲率半径を変化させた音圧レベル−周波数特性の測定結果を図１５に示す。図１５において、（Ａ）はＸ方向（長手方向）の湾曲で、（Ｂ）はＹ方向（短手方向）の湾曲である。
さらに、電気音響変換フィルムのマトリックスに用いたシアノエチル化プルラン単体の動的粘弾性の温度依存性を図９（Ｂ）に示す。
【０１２３】
［比較例２］
厚さ５６μｍのＰＶＤＦからなる圧電フィルムを用意した。
この圧電フィルムの両面に厚さ０．１μｍの銅蒸着薄膜を形成して、電気音響変換フィルムを作製した。
このようにして作製した電気音響変換フィルムに関して、可撓性試験および動的粘弾性試験、そして曲率半径を変化させたフレキシブルスピーカ性能試験を実施例１と同様に実施した。なお、フレキシブルスピーカ性能試験用に２０ｃｍ×１５ｃｍの長方形試験片を作製する際は、長手方向と分極方向（延伸方向）が平行になるようにした。
可撓性試験の結果を表１に、動的粘弾性の温度依存性を図８（Ｃ）および表１に示す。
ここで、実施例１とは異なり、比較例２も、常温付近で貯蔵弾性率Ｅ’に殆ど周波数分散が見られなかったため、２５℃、２０Ｈｚでの貯蔵弾性率Ｅ’および損失正接Ｔａｎδを代表値として表２に示すと共に、比重および貯蔵弾性率Ｅ’より音速ｖを算出した。
さらに、実施例１と同様にして、曲率半径を変化させた音圧レベル−周波数特性の測定結果を図１６に示す。図１６において、（Ａ）はＸ方向（長手方向）の湾曲で、（Ｂ）はＹ方向（短手方向）の湾曲である。
【０１２４】
【表１】
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【０１２５】
【表２】
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【０１２６】
表１より、常温で粘弾性を有するシアノエチル化ＰＶＡをマトリックスに用いた実施例１〜８は、粘弾性を有さないシアノエチル化プルランをマトリックスに用いた比較例１に比べて非常に優れた可撓性を有していることが分かる。ただし、電極層が厚くなり過ぎると可撓性が大きく低下している。
この表１から、変換フィルム１０の厚さと動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの貯蔵弾性率(Ｅ’)との積が、０℃において１．０×１０6〜２．０×１０6Ｎ／ｍ、５０℃において１．０×１０5〜１．０×１０6Ｎ／ｍであれば、可撓性を損なわない範囲で、適度な剛性と機械的強度を得られることが分かる。
【０１２７】
また、図１３において、保護層および電極の厚さが厚くなるにつれ、変換フィルム１０の貯蔵弾性率（Ｅ’）の値が保護層および電極の弾性率に近づくと共に、損失正接（Ｔａｎδ）の値が低下している。このことから、変換フィルム１０の粘弾性特性は、保護層および電極の影響が支配的になっていることが分かる。
すなわち、図１０および図１４において保護層および電極の厚さが厚くなるにつれ、音圧レベルが低下しているのは、保護層および電極からの拘束によって変換フィルム１０の伸縮が低下するためだと考えられる。
以上より、本発明の変換フィルム１０における保護層および電極の材質や厚さは、用途毎に異なるであろうエネルギー効率、可撓性および機械的強度に対する要求に応じて、調整するのが好適と言える。
【０１２８】
一方、図１２より、本発明の変換フィルム１０は、フラットな周波数特性であると同時に、曲率の変化に対する音質の変化が小さく、更にＸ方向とＹ方向で大差ないことが分かる。すなわち、本発明の変換フィルム１０は、表２から分かるように、２０〜２０ｋＨｚのオーディオ帯域の周波数において、コーン紙と同等以上の損失正接を有している。そのため、スピーカの周波数特性が平滑になりやすく、従って、曲率の変化に伴い最低共振周波数ｆ０が変化した際の音質の変化量も小さくなることが分かる。また、圧電特性に面内異方性がないため、Ｘ方向とＹ方向のどちらに湾曲させてもほぼ同じ音質が得られることが分かる。
これに対し、図１５および図１６に曲率の変化に対する音質の変化を示す、比較例１および比較例２の場合、表２から分かるように、コーン紙に比べ損失正接が小さいため、共振が強く出やすく、起伏の激しい周波数特性となる。従って、曲率の変化に伴い、最低共振周波数f0が変化した際の音質の変化量も大きくなってしまう。さらに、比較例２（ＰＶＤＦ）の場合は、圧電特性に面内異方性があるため、Ｘ方向とＹ方向で音質の変化量が大きく異なることも分かる。
すなわち、本発明の変換フィルム１０は、非常に優れた可撓性を有し、フレキシブルスピーカとして用いた際に、使用状況等に応じた曲げの方法等によらず、一定の音質を出力することができる。これに対して、比較例２のＰＶＤＦは、可撓性には優れるものの、図１６に示されるように、曲げる方向や曲率によって音質が大きく変化してしまうため、フレキシブルスピーカとしての使用には、不向きである。
【０１２９】
さらに、表２から分かるように、本発明の変換フィルム１０は、２０〜２０ｋＨｚのオーディオ帯域の周波数において、コーン紙と同等以上の音速が得られ、かつ周波数が高くなるほど音速が大きくなる特徴を有している。従って、高音域でも振動板全体が一体として音を再現できるので、高音側の帯域が広がるという点で有利である。
【０１３０】
［実施例９］
実施例１と同様に変換フィルム１０を作製した。
すなわち、本例においては、薄膜電極１４および１６は、厚さ０．１ｍの銅蒸着薄膜であり、保護層１８および２０は厚さ４μｍのＰＥＴフィルムとなる。
【０１３１】
この変換フィルム１０を用いて、図３（Ａ）および（Ｂ）に示す圧電スピーカ４０を作製した。
ケース４２および枠体４８の大きさ、すなわち、音を発生する面の大きさは、２１０×３００ｍｍ（Ａ４サイズ）とした。また、ケース４２の深さは９ｍｍとした。
粘弾性支持体４６として、厚さ２５ｍｍ、密度３２ｋｇ／ｍ3のグラスウール材を準備し、ケース４２の形状に応じて切断した。同様に、変換フィルム１０も、ケース４２の形状に応じて切断した。
【０１３２】
ケース４２内に粘弾性支持体４６を収容して、ケース４２および粘弾性支持体４６を覆うように変換フィルム１０を配置して、変換フィルム１０の上から枠体４８を被せて、枠体４８をケース４２に固定して、圧電スピーカ４０を作製した。
【０１３３】
このようにして作製した圧電スピーカ４０の変換フィルム１０に、駆動用アンプから電圧を印加して発生する音の音圧レベルと周波数との関係（周波数特性）を測定した。
駆動用アンプの出力電圧は、図１８に一点鎖線ａで示す特性、および、図１８に実線ｂで示す特性とした。なお、実線ｂで示す出力電圧特性は、出力電圧が、−６／オクターブ（破線）に近似するようにした特性である。
一点鎖線ａで示す出力電圧特性における圧電スピーカ４０の音圧レベル−周波数特性を図１９（Ａ）に、実線ｂで示す出力電圧特性における圧電スピーカ４０の音圧レベル−周波数特性を図１９（Ｂ）に、それぞれ示す。
【０１３４】
図１９に示されるように、本発明の変換フィルム１０を用いた圧電スピーカは、どの周波数でも音圧レベルが十分に高く、広帯域かつ平滑な周波数特性が実現できることがわかる。また、駆動用アンプに定電流回路を組み込むことで、さらなる広帯域化を実現できることがわかる。
【０１３５】
［実施例１０］
実施例１で作製した変換フィルム１０を、３０×３０ｍｍに切断して、薄膜電極１４および１６に電気信号を取り出すためのリード線を接続して、本発明の楽器用センサーを作製した。この楽器用センサーの変換フィルム１０を、両面テープによって市販のアコースティックギターの表面に貼着した。
得られた楽器用センサーの音圧レベル−周波数特性を、図２０（Ａ）に示す。
参考として、図２０（Ｂ）に、同じアコースティックギターにＡＲＴＥＣ社製のＡ１−ＯＳＪを装着した場合、図２０（Ｃ）に、同ＭＯＲＲＩＳ社製のＣＰ３を装着した場合、および、図２０（Ｄ）に、同ＬＲＢＡＧＧＳ社製のＩｂｅａｍを装着した場合の、音圧レベル−周波数特性を、それぞれ示す。
【０１３６】
図２０（Ａ）に示すように、本発明の楽器用センサーは、市販のピックアップ（図２０（Ｂ）〜（Ｃ））に比して、６弦の基本周波数である８２Ｈｚ近傍（図中破線）の低音域でも、良好な出力性能を発揮しており、優れたピックアップ性能を有することが分かる。
以上の結果より、本発明の効果は、明らかである。
【符号の説明】
【０１３７】
１０  電気音響変換フィルム
１２  圧電体層
１４，１６  薄膜電極
１８，２０  保護層
２４  粘弾性マトリックス
２６  圧電体粒子
３０  コロナ電極
３２  直流電源
４０，５０，５６  圧電スピーカ
４２  ケース
４６  粘弾性支持体
４８  枠体
５２  支持板
５４  ビス
５７  Ｏリング
５８  押さえ蓋
６０  有機ＥＬディスプレイ
６２  有機ＥＬ表示デバイス
６４，８２，１０４  基板
６８  陽極
７０  発光層
７２  陰極
７４，９２  透明基板
８４，１０６  下部電極
８６  表示層
８６ａ  マイクロカプセル
９０，１１０  上部電極
９８  導光板
１００  光源
１０２，１１４  偏光子
１０８  液晶層
１１２  上部基板
１１６  保護フィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１４】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図８】
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【図９】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１６】
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